Question

为了测量两张纸之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验：
如图所示，在木块A与木板B上贴上待测的纸，B木板水平固定，砂桶通过细线与木块A相连，调节砂桶中砂的重量，使木块A匀速向左运动，测出砂桶和砂的总质量m，以及贴纸木块A的质量M．
（1）用以上方法测两纸间的动摩擦因数μ，μ的表达式是______；
（2）该同学为什么要把纸贴在木块A和木板B上，而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力？
（3）在实际操作中，发现要保证木块A做匀速运动较困难，请你对这个实验作一改进来克服这一困难．
①你设计的改进方案是______；
②根据你的方案，结果动摩擦因数的表达式是______；
③根据你的方案要添加的器材有______．

Answer 1

解：（1）木块A受到沙桶拉力F=mg与滑动摩擦力f作用，A做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：f=F=mg，
∵f=μF_N=μMg，∴动摩擦因数μ===；
（2）因为一张纸的重力太小，两张纸间的滑动摩擦力太小，不便于进行实验，把纸带贴在木块与木板上，增大了纸间的压力，增大了摩擦力，易于进行实验，便于测出摩擦力，所以要把纸贴在木块A和木板B上进行实验．
（3）实验中需要再添加一个弹簧测力计，如图所示，用弹簧测力计把木块A固定在竖直墙壁上，用沙桶拉动木板B运动，读出弹簧测力计的示数F，AB间的滑动摩擦力f=F，f=μF_N=μMg，则动摩擦因数μ==；

故答案为：（1）；（2）①如图所示；②；③弹簧测力计．
分析：（1）对A进行受力分析，求出A受到的滑动摩擦力，然后由滑动摩擦力公式的变形公式求出动摩擦因数．
（2）在动摩擦因数一定的情况下，物体间的压力越大，滑动摩擦力越大，越便于测出摩擦力大小．
（3）可让A与弹簧测力计相连且固定不动，让沙桶带动B运动，从而测出动摩擦因数．
点评：控制木块做匀速直线运动比较困难，原实验方案不好，可以用弹簧测力计拉住木块，读出弹簧测力计的示数，即可求出两张纸间的滑动摩擦力，木板的运动状态不受限制，木板可以做匀速运动，也可做变速运动．